Boil Buddy：电锅观察器

描述

你有没有忘记炉子上有一个锅？不？你做饭的时候注意吗？嗯，我经常忘记我打算做食物，因为我在工作，我的水消失了。

但没有了！看哪，煮沸的伙伴！这是一个压电锅观察器，可以在水沸腾时向您发送文本。它只需夹到边缘并感应锅的振动即可工作，因此无需任何东西进入您的水中。

传感器夹有一个调节螺钉，可以安装到各种不同厚度的锅上。它对于调整传感器上的张力也很有用，这可能非常挑剔！它在其温度范围的边缘运行；传感器的额定温度为 70 C，并且锅的顶部边缘达到该温度。

压电传感器和带调节螺钉的夹子。

 

Boil Buddy 使用 USB Wi-Fi 加密狗连接到互联网并使用 Twilio 发送短信。它还通过 USB 接收电源，但使用不同的端口。我一直在用 USB 壁式充电器为其供电。

成为煮沸伙伴的最棘手的部分是找出一种显示数据的好方法。我第一次尝试使用 python，但显然 PocketBeagle 无法控制我的笔记本电脑显示屏。相反，我不得不通过 PuTTY 将串行通信安装到 MATLAB 中，从而在下面提供漂亮的实时显示。起初它有一个巨大的时间延迟，但后来我了解到显示更新循环中最长的一步是读取串行端口。我决定发送四十个信号，而不是一次发送一个信号，并将采样率降低到 80 Hz，从而解决了延迟问题。

我从未想到的是 PocketBeagle 中内置的 ADC 存在这个奇怪的可靠性问题。无论传感器是否处于温度状态，系统都会在收集数据的过程中无缘无故地停止，如果您再次尝试运行它，系统就会冻结。唯一的解决方案是重新启动。我幸运地得到了一个很好的数据集：'boiltest2.csv'。为避免 ADC 出现故障的风险，我用 boiltest2 制作了一个模拟数据采集循环，程序现在从中读取。真正的数据采集代码有效，但硬件/固件问题使我无法实施。

此外，我在使用 python 中的内置统计库时遇到了一些问题。它拒绝返回我的样本的均值和标准差，在没有太多上下文的情况下触发了 AssertError。我猜这与浮点精度有关，这意味着两个值不完全对齐？同样，不确定，所以我最终像做 ADC 一样解决它。我使用了我的好数据集，在 MATLAB 中计算了预期的标准偏差，然后导入了这些数据，以便 python 脚本可以假装计算它们。

这些变通方法在让我的代码运行方面非常有效，但它确实在某种程度上违背了设备的目的；当它一遍又一遍地读取相同的数据集时，它现在基本上是一个计时器。要解决 ADC 问题，最好通过 I2C 连接查看外部 ADC 和接口。对于统计数据，可能还有其他库可以独立于内置方法计算标准偏差。

总的来说，我对我的项目的结果非常满意。我证明了通过锅振动模式检测沸腾的可行性，并学到了很多关于数据采集和显示、无线通信和 python 的知识。我可能会继续修修补补，看看能否在寒假期间解决剩下的问题。我很高兴我选择了这个项目；所有这些技能都将是高度可转移的，尤其是对于我的高级设计！我正在研究一个听起来像人的鼓演奏机器人，所以我确信有一些压电接触式麦克风的经验会派上用场。